第一讲电子封装技术全文-大学课件-在线文档.pptxVIP

电子封装材料研究进展;一、电子封装技术;1.1 电子封装的定义;图1-2 从半导体、电子元器件到电子机器设备; 前工程：从整块硅圆片入手，经过多次重复的制膜、氧化、扩散，包括照相制版和光刻等工序、制成三极管、集成电路等半导体元件及电机等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。 后工程：从由硅圆片分好的一个一个的芯片入手，进行装片、固定、键合连接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序，完成作为器件、部件的封装体，以确保元器件的可靠性并便于与外界连接。;1.1 电子封装的定义;图1-3;图1-4 电子封装工程的各个方面;图1-5 电子封装技术的构成及相关的技术、产业领域;以大型设备为例，分析设备构成的各个层次： 层次1（Level.1）：特指半导体集成电路元件（芯片）。由半导体厂商提供，分两大类，一类是系列标准芯片，另一类是针对用户的特殊要求的专用芯片。裸芯片 层次2 （Level.2）：单芯片封装和多芯片组件 （Multi Chip Modules,MCM），前者是对单个裸芯 片进行封装，后者是将多个裸芯片装载在陶瓷等多层基板上进行气密性封装。 层次3 （Level.3）：构成板或卡的装配工序。将多数个完成层次2的单芯片封装和MCM，实装在PCB板 等多层基板上，基板周边设有插接端子，用于与母板 及其他板或卡的电气相连。;层次4 （Level.4）：称为单元组装，将多个完成3的板或卡，通过其上的插接端子，搭载在称为母板的大型PCB板上，构成单元组件。 层次5 （Level.5）：将多个单元构成架，单元与单元间用布线或电缆相连。 层次6 （Level.6）：总装。将多个架并排，架与架之间由布线或电缆相连接，由此构成大规模电子设备。;电子封装工程的各个阶段;1.2 电子封装的范围;图1-7 从硅圆片或芯片到手机的封装过程;从几何维数的角度可以更好的理解电子封装工程所涉及的范围及各工序、各部分之间的关系： 点：从几何维数看为零维，通过点的键合实现电气导通；如引线连接的键合点； 线：从几何维数看为一维，通过金丝或布线实现电气连接；如键合引线、带载引线、电机布线、电源线、接地线、信号线等。 面：从几何维数看为二维，通过封接实现面???面的紧密接触，以保证固定、密封、传热等。;体：通过封装将可塑性绝缘介质经模注、灌封、压入等，使芯片、中介板（或基板）、电机引线等封为一体。从几何维数上看构成三维的封装体，而起到密封、传热、应力缓和及保护等作用。 块：带有电机端子的封装体即为“块”，“块”与下面要讨论的“板”可以看做是多维体，块与基板的连接即为实装。 板：实装有半导体集成电路元件，L、C、R等 分立元件，变压器以及其他部件的基板即为“板”。由板通过插入、机械固定等方式安装成为系统或整机。;1.3 电子封装的功能;PKG是半导体器件的外缘，是芯片与实装基板间的界面。因此，无论PKG的形式如何，封装最主要的功能应该是芯片电气特性的保持功能。 ?芯片的保护功能，PKG保护芯片表面以及连接引线等，使在电气或物理等方面相当柔嫩的芯片免受外力损害及外部环境的影响。 ?应力缓和功能，通过PKG，使芯片的热膨胀系数与基板的热膨胀系数相匹配，并与外界环境相隔离。 ?PKG的尺寸调整（节距变换）功能，可由芯片的微细引 线节距，调整到实装基板的尺寸节距，从而便于实装操作。 ?规格通用功能，PKG的尺寸、形状、引线端子数量、节距、长度等都有标准规格，既便于加工，又便于与实装基板相配合，相关的生产线及生产设备都具有通用性。;图1-9 DIP型陶瓷封装的结构;按芯片的装载方式（一级封装）、基板类型、封接方式、PKG的外形、结构、尺寸及实装方式（二 级封装）来分类，下面分别加以介绍。 1. 按芯片在基板（或中介板）上的装载方式（一级封装）分类 按芯片上有电极的一面相对于基板来说，有朝上还是朝下以及正装片、倒装片（flip-chip)之分；按芯片的电气连接方式分有引线键合（WB）方式和 无引线键合方式，而后者又有倒装片键合、自动键合带（tape automated bonding, TAB）及微 机械键合之分;1.4 电子封装的分类;1.4 电子封装的分类;1.4 电子封装的分类;1.4 电子封装的分类;1.4 电子封装的分类;图1-13 TAB键合方式;1.4 电子封装的分类;表1-2 各种多层基板的构造及特征;1.4 电子封装的分类;图1-14 半导体元件的封装方法及封装材料;（1）引脚插入型;（1）引脚插入型;（2）表面贴装型;（2）表面贴装型;表面贴装型;1.4 电子封装的分类;图1-15 20世纪 70年代前后，按封装材料、封装器件和封装结构分类;几种典型的PKG;几种典型的PKG;几种典型的PKG;几种典型的PKG;几种典型的PKG;几种典型的PKG;